Problem nyata pada struktur atap lembaran glass fibre reinforced plastic (GFRP) yang dipasang dengan pengencang sekerup adalah adanya kebocoran melalui lubang, sekerup yang mengalami korosi, dan kompleksitas pemasangan pada luasan atap yang besar. Tujuan riset ini adalah mendisain profil baru atap lembaran GFRP yang dapat dipasang tanpa sekerup dan lubang, mengembangkan cetakan ekstrusi untuk pembuatan atap lembaran GFRP pada mesin laminasi kontinyu, serta menentukan komposisi material GFRP yang memenuhi aspek teknik dan ekonomis.
Perancangan profil baru dilakukan dengan mempertimbangkan kebutuhan akan kekuatan mekanik material dan kemampuannya menahan lingkungan korosif, tiadanya kebocoran, dan kemudahan pemasangan atap. Berdasarkan alasan tersebut material GFRP yang mengandung zat pengisi untuk mereduksi harga dipilih sebagai material yang tahan terhadap lingkungan korosif, serta bentuk puncak gelombang atap dan penumpunya berbentuk omega dengan ukuran yang pas dimaksudkan untuk meniadakan kebocoran dan kapilaritas. Bentuk tersebut memungkinkan cara pemasangan tanpa sekerup dengan terjadinya penguncian atap (bagian atas) yang ditekan ke penumpunya (bagian bawah). Model elemen berhingga juga dibuat untuk menggambarkan kekuatan struktur atap terhadap gaya yang mungkin diterima atap. Material pembentuk GFRP pada penelitian ini adalah resin poliester-orto, inisiator peroksid MEPOXM, dan tiga macam zat pengisi alumina, kalsium karbonat, dan talc sebagai matriks; serta E-Glass chopped strand mat (E-Glass CSM) sebagai penguat. Sampel-sampel material GFRP dengan ketebalan 2 mm dan 3 mm dibuat secara laminasi manual tanpa film plastik. Spesimen-spesimen yang digunakan untuk pengujian disiapkan dengan pemotongan lembaran sampel-sampel material GFRP tersebut menjadi ukuran-ukuran tertentu sesuai standar pengujian. Pengujian material dimaksudkan untuk mendapatkan karakteristik fisik-mekanik-kimiawi, kemampunyalaan, dan ketahanan terhadap UV. Pengujian ketahanan material terhadap UV dilakukan secara simulasi cuaca di dalam laboratorium selama 600 jam dan secara alami di udara terbuka selama dua belas bulan. Simulasi cuaca dengan UV-Ometer menggunakan lampu xenon yang spektrum cahayanya mirip dengan spektrum cahaya matahari dengan siklus periode pemanasan 60 OC selama 4 jam dilanjutkan kondensasi pada 50 OC selama 4 jam yang berlanjut selama 200, 400, dan 600 jam. Pengujian cuaca alami material dengan beban siklus panas-dingin-lembab siang malam dilakukan di udara terbuka di satu lokasi di Tangerang yang berlanjut selama 4, 6, dan 12 bulan.
Pengujian karakteristik fisik-mekanik-kimiawi menunjukkan bahwa material GFRP dengan komposisi berat 30% serat penguat dan 70% matriks yang mengandung zat pengisi alumina memiliki karakteristik terbaik dibandingkan material GFRP yang mengandung zat pengisi kalsium karbonat dan talc. Material tersebut memiliki berat jenis spesifik 1,52 (ASTM D792); kekuatan tarik 134.8±13.7 MPa (ASTM D638); modulus elastisitas 51288±308 MPa (ASTM D638), kekuatan lentur 242±20.1 MPa (ASTM D790); dan perbandingan Poisson 0,37. Sementara itu karakteristik kemampunyalaan dalam arah horisontal menurut standar ASTM D635 adalah yang terendah laju rambatnya, yakni 11 mm/min ketimbang material lainnya (12,2 – 17,6 mm/min). Demikian juga durabilitas/ ketahanan terhadap UV material GFRP dengan zat pengisi alumina adalah yang terbaik karena penurunan kekuatan lenturnya adalah yang terendah.
Untuk pembuktian bahwa disain profil baru atap lembaran dapat diproduksi dalam skala industri, satu set cetakan ekstrusi, cara pembuatan atap GFRP pada mesin laminasi kontinyu, dan sistem pemasangan atap tersebut telah didisain dan didaftarkan patennya di Direktorat Hak Kekayaan Intelektual (Ditjen HKI) dengan nomor pendaftaran P00201200262. Profil baru berbentuk omega atap lembaran dari material GFRP yang mengandung zat pengisi alumina akhirnya diproduksi dalam skala besar di pabrik manufaktur komposit di Tangerang-Banten. Produk tersebut telah dipasang sebagai atap pada satu bangunan di area pabrik tersebut dan secara teknis menunjukkan hasil yang baik serta berprospek ekonomis. |